JP5023948B2 - 送信装置、受信装置並びに送信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気中および水中で使用可能な、送信装置、受信装置、およびこれらの制御方法並びにプログラムに関する。

従来、ダイビング（潜水）の際には、圧縮空気が充填されたタンク（ボンベ）内の圧力を計測する残圧計や、水圧に基づいて最大水深や現在水深などを計測する水圧計、方位を示すコンパス、潜水時間や現在時刻などを計時するウォッチなど、多くの計器類が携帯されていた。
近年では、計時機能、水深計測機能などに加え、減圧症対策として潜水中における水圧変化に基づいて不活性ガス（窒素）の吸収量および排出量を演算する機能を有する腕時計型情報処理装置が開発されている（例えば、特許文献１）。この腕時計型情報処理装置を使用することにより、ダイビング時の安全性が向上するうえ、多くの機器を携帯することを不要にできる。
ここで、タンク圧力を計測し表示する残圧計は、レギュレーターの高圧側ポートに設けられたホースに接続されており、ダイバーは水深計測機能や計時機能などを有する機器のほかに、このような圧力計測器を携帯する必要があった。

特開平２００６−２７３１７９号公報

ダイビング時のさらなる利便性向上を図るため、タンクに送信機を取り付けるとともにダイバーの腕などに受信機能を有する機器を装着し、送信機によって計測したタンク圧力値データを腕に装着された機器に無線送信することが考えられる。こうすることにより、手元の機器にタンク圧力値や、タンク圧力値から求めた呼吸可能時間を表示することが可能となる。
このようなタンク圧力値データの無線通信を考えた場合、水中における電波の伝播損失が空気中の場合と比べて非常に大きいことにより、通信品質が低下するという課題がある。つまり、空気中の送信出力は電波法上規格毎に一定の値に制限されており、この決められた値を遵守するように空気中でも水中でも通信機器を同じ回路状態で動作させることで、水中における通信品質が低下してしまうのである。

そこで、本発明の目的は、タンク圧力値データを水中でも良好な通信品質で無線通信可能な送信装置、受信装置、通信システム、およびこれらの制御方法並びにプログラムを提供することにある。

本発明の送信装置は、潜水用のタンクを含むタンク装置に設けられ、受信装置に無線接続される送信装置であって、前記タンク内の圧力を検出するタンク圧力センサと、水検出有と水検出無との二つの状態を判定する水検出センサと、前記水検出センサにより水検出有と判定された場合に動作し、水圧に基づいて水深を計測する水深計と、前記受信装置に所定の基準レベル出力で前記タンク内の圧力値を含むデータを送信する空気中送信モードと、前記受信装置に前記基準レベル出力よりも大きい出力で前記データを送信する水中送信モードとを有する送信部と、前記水検出センサにより水検出無と判定された際または前記水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記空気中送信モードに、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により前記第１水深に対して深いことが計測された際には水中送信モードに、前記送信部のモードを切り替えるモード制御部とを備えることを特徴とする。

この発明における空気中モードでは空気中で許容される基準レベル出力でデータ送信が行われ、水中モードでは空気中よりも大きい出力でデータ送信が行われるので、タンク圧力値データを水中でも良好な通信品質で無線通信可能となる。このように送信装置から受信装置にタンク圧力値を含むデータが送信されることにより、タンクから離間した受信装置においてタンク圧力値や、このタンク圧力値から求めた呼吸可能時間などを表示することが可能となる。

ここで、水検出センサに水滴が付着しているだけで実際には潜水していない場合にも水検出有と判定される場合があり、このような場合に仮に、水検出センサの判定結果のみに基づいて水中モードと判断し、その結果基準レベル出力よりも大きい出力でデータ送信を行えば、電力消費の問題以前に、法令の規定値を超える出力で空気中に電波が送出されてしまうという問題がある。また、水検出センサが位置する深さと送信部が位置する深さとが常に同じとは言えず、これらは潜水者の姿勢によっても異なるため、仮に水検出センサの判定結果のみに基づいて送信出力を増大させれば、送信部が水中に無い場合に基準レベルを超えた送信出力となる虞がある。
つまり、本発明のように水検出センサおよび水深計が併用され、第１水深に対して深いこと、すなわち送信部が水中にあることを確実視できる水深が水深計によって計測された際に送信出力が増大されることにより、潜水開始時や潜水終了時でも空気中における規定出力値を遵守しつつ、水中における通信品質を確保できる。

第１水深の値は適宜決められるが、この第１水深に対して浅いことが計測された際には基準レベル出力でデータ送信されるため、水中での電波減衰によってタンク圧力値のデータを受信装置が受信できない場合がある。このことから、タンク圧力値を把握する重要性が低い深さ、すなわち水面から比較的浅い深さに第１水深を設定することが好ましい。

以上の本発明によれば、タンクから離間した受信装置においてタンク残量などを確認することが可能となり、タンクに残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

また、仮に水圧センサだけが設けられていて水検出センサが設けられていない場合には、水圧センサを常時動作させる必要が生じ、電力消費大となってしまうが、本発明では水検出センサと水深計とが併用されており、水検出無の場合には水深計を動作させないので、電力消費を抑えることができる。このため、送信装置が電池で駆動される場合に電池寿命を長くできるという利点がある。

本発明の送信装置において、前記水中送信モードは、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際に前記データを所定回数送信する水中標準送信モードと、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際に前記水中標準送信モードにおける前記データの送信回数よりも多い回数前記データを繰り返し送信する水中複数回送信モードとを含み、前記モード制御部は、前記水深計により前記第１水深に対して深く、かつ前記第１水深よりも深い第２水深に対して浅いことが計測された際には前記水中標準送信モードに、前記水深計によって前記第１水深よりも深い第２水深に対して深いことが計測された際には前記水中複数回送信モードに、前記送信部のモードを切り替えることが好ましい。

この発明における水中標準モードでは、前述のように空気中モードの場合よりも大きい出力でデータ送信が行われ、水中複数回モードでは、水中標準モードと同様の出力増大に加えて、水中標準モードと比べて多い送信回数で同じデータが繰り返し送信される。ここで、水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、より深い水深においてより多い回数同じデータが繰り返し送信されることによって通信確度を向上させることができる。

ここで、送信装置の送信部が水中にあることによる電波伝播損失は空気中における伝播損失と比べ非常に大きいため、空気中における伝播損失と第１水深における伝播損失との差の方が、第１水深における伝播損失と第２水深における伝播損失よりも大きいと想定される。このため、本発明では第１水深に対して深い水深では必ず、いずれも通信確度を向上させる手段である出力増大と複数回送信とのうちより効果が大きい出力増大を行うこととしている。この出力増大をベースに、複数回送信手段を追加することにより、水中における通信品質をより確実に確保できる。
なお、水深が深くなるほど送信出力を増大させることも考えられるが、それだけでは電力消費が大きくなり過ぎる場合がある。すなわち、本願発明のように第２水深に対して深い水深の場合に複数回送信とすることにより、単に水深に応じて出力増大する場合よりも電力消費を抑えることができる。

本発明の送信装置において、前記送信部は、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際に、前記空気中送信モードでは前記データを所定回数送信し、前記水中送信モードでは前記空気中送信モードにおける前記データの送信回数よりも多い回数前記データを繰り返し送信することが好ましい。

この発明では、水中送信モードの際に、送信出力増大に加え、空気中送信モードの場合よりも多い送信回数でデータが繰り返し送信される。ここで、水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、より深い水深においてより多い回数同じデータが繰り返し送信されることによって通信確度を向上させることができる。

本発明の送信装置において、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際の前記データの送信回数を可変とする制御部を備え、前記制御部は、前記水深計により計測された水深が深いほど前記データの送信回数を増やし、前記水深計により計測された水深が浅いほど前記データの送信回数を減らすことが好ましい。

この発明によれば、水深が深くなるのに伴って電波減衰の度合が大きくなるほどデータの送信回数が増加するので、通信確度を向上させることができる。
また、水深が浅くなるほど送信回数を減少させるので、水面に向かって浮上する際の電力消費を抑えることができる。

本発明の送信装置において、前記送信部は、前記データを複数回送信する際に、当該データを最低１秒間において最低２回間欠的に送信することが好ましい。

水中でのカメラ撮影時、通常数ミリ秒〜数十ミリ秒点灯するフラッシュによる電磁ノイズの影響により、フラッシュ点灯時間は通信エラーとなるおそれがあるが、本発明のように前記送信期間および前記送信回数でデータが間欠的に送信されることにより、フラッシュ点灯時間とデータ送信とのタイミングが重なってもなお、他のタイミングにおけるデータ送信によってデータ通信が可能となる。

本発明の送信装置において、前記送信部の送信出力は可変に構成され、前記送信部は、前記水深計により計測された水深が深いほど前記データの送信出力を大きくし、前記水深計により計測された水深が浅いほど前記データの送信出力を小さくすることが好ましい。

水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、本発明のように水深に応じた送信出力とすることにより、通信確度を向上させることができる。
また、水深が浅くなるほど送信出力を小さくするので、水面に向かって浮上する際の電
力消費を抑えることができるとともに、法定の送信出力値を超えることを防止できる。

本発明の受信装置は、潜水用のタンクを含むタンク装置に設けられて前記タンク内の圧力値、および送信モードを示す情報を含むデータを送信する送信装置に無線接続される受信装置であって、所定の基準レベル感度で前記送信装置から前記データを受信する空気中受信モードと、前記基準レベル感度よりも高い感度で前記送信装置から前記データを受信する水中受信モードとを有する受信部と、少なくとも前記タンク内の圧力値を表示する表示部と、前記送信モードが前記送信装置のセンサにより水検出無と判定されたことまたは前記送信装置の水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測されたことを示す空気中送信モードの際には空気中受信モードに、前記送信モードが前記送信装置のセンサにより水検出有と判定されかつ前記送信装置の水深計により所定の第１水深に対して深いことが計測されたことを示す水中送信モードの際には水中受信モードに、前記受信部のモードを切り替えるモード制御部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、水中モードでは空気中よりも高い感度でデータ受信が行われるので、送信装置から送信されるタンク圧力値を含むデータを水中でも良好な通信品質で受信可能となる。このように送信装置から受信装置にタンク圧力値を含むデータが送信されることにより、タンクから離間した受信装置においてタンク圧力値や、このタンク圧力値から求めた呼吸可能時間などを表示することが可能となる。
なお、本発明では、送信モードが空気中モードの際に受信装置が水中に位置し、送信モードが水中モードの際に受信装置が空気中に位置する場合があるが、潜水者に通常背負われるタンク装置に設けられる送信装置と、通常は潜水者の腕や、頭部、胸、腰など見やすい位置に設けられる受信装置との間の距離はそれほど大きくないため、ほとんどの場合、送信モードが空気中モードの際に受信装置は空気中モードとなり、送信モードが水中モードの際に受信装置は水中モードとなる。

ここで、第１水深の値は適宜決められるが、この第１水深に対して浅いことが計測された際には基準レベル感度でデータ受信されるため、水中での電波減衰によってタンク圧力値のデータを受信できない場合がある。このことから、タンク圧力値を把握する重要性が低い深さ、すなわち水面から比較的浅い深さに第１水深を設定することが好ましい。

以上の本発明によれば、タンクから離間した受信装置においてタンク残量などを確認することが可能となり、タンクに残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

本発明の受信装置において、潜水用のタンクを含むタンク装置に設けられて前記タンク内の圧力値を含むデータを送信する送信装置に無線接続される受信装置であって、水検出有と水検出無との二つの状態を判定する水検出センサと、前記水検出センサにより水検出有と判定された場合に動作し、水圧に基づいて水深を計測する水深計と、所定の基準レベル感度で前記データを前記送信装置から受信する空気中受信モードと、前記基準レベル感度よりも高い感度で前記データを前記送信装置から受信する水中受信モードとを有する受信部と、少なくとも前記タンク内の圧力値を表示する表示部と、前記水検出センサにより水検出無と判定された際または前記水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記空気中受信モードに、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により所定の第１水深に対して深いことが計測された際には水中受信モードに、前記受信部のモードを切り替えるモード制御部とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、水中モードでは空気中よりも高い感度でデータ受信が行われるので、タンク圧力値を含むデータを水中でも良好な通信品質で受信可能となる。このように送信装置から受信装置にタンク圧力値を含むデータが送信されることにより、タンクから離間した受信装置においてタンク圧力値や、このタンク圧力値から求めた呼吸可能時間などを表示することが可能となる。

ここで、水検出センサおよび水深計が併用され、第１水深に対して深いこと、すなわち受信部が水中にあることを確実視できる水深が水深計によって計測された際に受信感度が増大されることにより、潜水開始や潜水終了時などに空気中であるにも関わらず必要以上に高い感度とされて電力が消費されることを回避できる。すなわち、受信装置が電池で駆動される場合には電池寿命を長くできるという利点がある。

第１水深の値は適宜決められるが、前述と同様にタンク圧力値を把握する重要性が低い深さ、すなわち水面から比較的浅い深さに第１水深を設定することが好ましい。

以上の本発明によれば、タンクに残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

また、仮に水圧センサだけが設けられていて水検出センサが設けられていない場合には、水圧センサを常時動作させる必要が生じ、電力消費大となってしまうが、本発明では水検出センサと水深計とが併用されており、水検出無の場合には水深計を動作させないので、電力消費を抑えることができる。この点でも、受信装置が電池で駆動される場合に電池寿命を長くできるという利点がある。

本発明の受信装置において、当該受信装置は、潜水者の腕に装着されることが好ましい。

カメラに近い腕に受信装置が装着される場合には、カメラのフラッシュによる電磁ノイズの影響によって受信エラーが生じやすくなるため、本発明による通信品質向上の効果を大きくできる。

本発明の受信装置において、前記受信部は、複数あり、前記水中受信モードは、少なくとも１つの前記受信部を動作させる水中標準受信モードと、前記水中標準受信モードで動作させる数よりも多い複数の前記受信部を動作させる水中複数台受信モードとを含み、前記モード制御部は、前記送信装置の水深計または前記水深計により前記第１水深に対して深く、かつ前記第１水深よりも深い第２水深に対して浅いことが計測された際には前記水中標準モードに、前記送信装置の水深計または前記水深計によって前記第１水深よりも深い第２水深に対して深いことが計測された際には前記水中複数台受信モードに、前記受信部のモードを切り替えることが好ましい。

この発明における水中標準モードでは、前述のように空気中モードの場合よりも高い感度でデータ受信が行われ、水中複数台モードでは、水中標準モードと同様の感度増強に加えて、水中標準モードと比べて多い数の受信部によってデータ受信が行われる。ここで、水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、より深い水深においてより多い数の受信部によってデータが受信されることにより、通信確度を向上させることができる。

ここで、送信装置または受信装置の受信部が水中にあることによる電波伝播損失は空気中における伝播損失と比べ非常に大きいため、空気中における伝播損失と第１水深における伝播損失との差の方が、第１水深における伝播損失と第２水深における伝播損失よりも大きいと想定される。このため、本発明では第１水深に対して深い水深では必ず、いずれも通信確度を向上させる手段である感度増強と複数台受信とのうちより効果が大きい感度増強を行うこととしている。この感度増強をベースに、水深に応じて複数台受信手段を追加することにより、水中における通信品質をより確実に確保できる。

本発明の受信装置において、前記受信部は、複数あり、前記空気中受信モードでは少なくとも１つの前記受信部を動作させ、前記水中受信モードでは前記空気中受信モードで動作させる数よりも多い複数の前記受信部を動作させる制御部を備えることが好ましい。

この発明では、水中受信モードの際に、受信感度増強に加え、空気中受信モードの場合よりも多い数の受信部によりデータが受信される。ここで、水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、より深い水深においてより多い数の受信部によってデータが受信されることにより、通信確度を向上させることができる。

本発明の受信装置において、前記データの受信感度を可変とする制御部を備え、前記制御部は、前記水深計により計測された水深が深いほど前記データの受信感度を高くし、前記水深計により計測された水深が浅いほど前記データの受信感度を低くすることが好ましい。

水深が深くなるほど電波減衰の度合は大きくなることが想定されるため、本発明のように水深が深くなるほど受信感度を高くすることにより、通信確度を向上させることができる。
また、水深が浅くなるほど受信感度を低くするので、水面に向かって浮上する際の電力消費を抑えることができる。

本発明の通信システムは、前述の送信装置と、前述の受信装置と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、前述の送信装置と前述の受信装置とを備えることにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
また、第１水深に対して深いことが計測された際に送信出力が増大されるとともに受信感度が増強されるため、送信装置から送信されたタンク圧力値を含むデータが受信装置によってより確実に受信されるようになる。すなわち、前記の送信装置による送信出力増大と前記の受信装置による受信感度増強との相乗効果により、通信品質をより一層向上させることができる。

本発明の送信制御方法は、潜水用のタンクに設けられて受信装置に無線接続される送信装置を制御する送信制御方法であって、前記送信装置と前記受信装置とを無線接続する接続工程と、前記送信装置に搭載され水中であるか否かを判定する水検出センサにより水検出無と判定された際または、前記送信装置に搭載され水圧に基づいて水深を計測する水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記送信装置のモードを空気中送信モードとし、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により前記第１水深に対して深いことが計測された際には前記送信装置のモードを水中送信モードとするモード設定工程と、前記タンク内の圧力値を検出するタンク圧力検出工程と、前記送信装置のモードが前記空気中送信モードのとき、前記タンク内の圧力値を含むデータを前記送信装置から前記受信装置に所定の基準レベル出力で送信し、前記送信装置のモードが前記水中送信モードのとき、前記データを前記基準レベル出力よりも大きい出力で送信する送信工程と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、前記の送信装置の発明と略同様の作用および効果が得られる。つまり、水検出センサおよび水深計が併用され、第１水深に対して深いこと、すなわち送信部が水中にあることを確実視できる水深が水深計によって計測された際に送信出力が増大されることにより、潜水開始時や潜水終了時でも空気中における規定出力値を遵守しつつ、水中における通信品質を確保できる。
また、水検出無の場合には水深計を動作させないので、電力消費を抑えることができる。すなわち、送信装置が電池で駆動される場合には電池寿命を長くできるという利点がある。
そして、タンクから離間した受信装置においてタンク残量などを確認することが可能となり、タンクに残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

本発明の受信制御方法は、潜水用のタンクに設けられる送信装置に無線接続される受信装置を制御する受信制御方法であって、前記送信装置と前記受信装置とを無線接続する接続工程と、前記送信装置および前記受信装置の少なくともいずれかに搭載され水中であるか否かを判定する水検出センサにより水検出無と判定された際または、前記送信装置および前記受信装置の少なくともいずれかに搭載され水圧に基づいて水深を計測する水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記受信装置のモードを空気中受信モードとし、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により前記第１水深に対して深いことが計測された際には前記受信装置のモードを水中受信モードとするモード設定工程と、前記受信装置のモードが前記空気中受信モードのとき、前記送信装置から送信される前記タンク内の圧力値を含むデータを前記受信装置により所定の基準レベル感度で受信し、前記受信装置のモードが前記水中受信モードのとき、前記データを前記受信装置により前記基準レベル感度よりも高い感度で受信する受信工程と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、前記の受信装置の発明と略同様の作用および効果が得られる。つまり、水検出センサおよび水深計が併用され、第１水深に対して深いこと、すなわち受信部が水中にあることを確実視できる水深が水深計によって計測された際に受信感度が増大されることにより、送信装置から送信されるタンク圧力値データを水中でも良好な通信品質で受信し、表示部に表示することが可能となる。
また、水検出無の場合には水深計を動作させないので、電力消費を抑えることができる。すなわち、受信装置が電池で駆動される場合には電池寿命を長くできるという利点がある。
そして、タンクから離間した受信装置においてタンク残量などを確認することが可能となり、タンクに残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

本発明の通信制御方法は、前述の送信制御方法における前記各工程と、前述の受信制御方法における前記各工程と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、前述の送信制御方法と前述の受信制御方法とを備えることにより、前述と同様の作用および効果を享受できる。
また、第１水深に対して深いことが計測された際に送信出力が増大されるとともに受信感度が増強されるため、送信装置から送信されたタンク圧力値を含むデータが受信装置によってより確実に受信されるようになる。すなわち、前記の送信装置による送信出力増大と前記の受信装置による受信感度増強との相乗効果により、通信品質をより一層向上させることができる。

本発明のプログラムは、前述の送信制御方法、前述の受信制御方法、および前述の通信制御方法の少なくともいずれかをコンピュータ装置により実行可能であることを特徴とする。

この発明によれば、前述の送信制御方法、前述の受信制御方法、および前述の通信制御方法と同様の作用および効果を享受できる。

以上の本発明によれば、タンク圧力値データを水中でも良好な通信品質で無線通信可能となる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。なお、以降の説明において既に説明した構成と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略もしくは簡略化する。

〔１．全体構成〕
図１は、本実施形態に係る潜水用通信システムの概略図である。当該システムは、潜水用のタンク（ボンベ）１１およびタンク１１内の空気を減圧してダイバーに供給するレギュレーター１２を含むタンク装置１０に設けられる送信装置２０と、この送信装置２０に無線接続される受信装置３０とを備えている。
送信装置２０は、レギュレーター１２においてタンク１１内の圧力が作用する高圧側ポートに取り付けられている。
受信装置３０は、ダイバーの腕にバンドで装着されるウォッチタイプのものであり、ダイブコンピュータと呼ばれる。

〔２．送信装置の構成〕
図２は、送信装置（トランスミッタ・Transmitter）２０と受信装置３０との概略ブロック図である。
本実施形態の送信装置２０は、水検出センサ２１と、水深計２２と、タンク圧力センサ２３と、送信部としての送信器２４と、制御部としてのコントローラ２５と、図示しない電池とを備えている。
水検出センサ２１は、送信装置２０のケースの外周部に設けられた一対の図示しない端子を有している。一対の端子間に水が介在しない際における当該端子間の電気抵抗値は例えば１MΩなどと高い値になるのに対して、水が介在する際の当該端子間の電気抵抗値は殆ど０となる。このような端子間の電気抵抗値に応じて水検出有と水検出無との２つの状態を判定することが可能である。

水深計２２は、送信装置２０のケースの外周部に設けられる図示しない水圧センサを有している。この水圧センサにより水深に応じて変化する水圧が検出され、この水圧に基づいて水深が計測される。なお、送信装置２０が温度計を備える場合には、水圧に基く計測値を温度計で計測された水温に応じて補正することにより、水深を求めてもよい。

タンク圧力センサ２３は、送信装置２０のケースの端部に設けられてレギュレーター１２の高圧側ポートに取り付けられており、タンク１１内に充填された圧縮空気の圧力を検出する。本実施形態のタンク圧力センサ２３は、タンク内の圧力の導入路が形成されたケースと、タンク内の圧力に応じて弾性変形するダイヤフラムと、ダイヤフラムの変形量を変換してタンク圧力値を示す電圧信号を出力する変換部とを有している。なお、タンク圧力センサ２３は、ダイヤフラムを有するものに限らず、ブルドン管式や毛細管式などであってもよい。

送信器２４は、送信装置２０のケース内に密閉された回路基板に実装されており、空芯コイルやＩＣ等を有している。送信装置２０の電源投入後、送信器２４が送信装置２０のＩＤを含むデータを受信装置３０に送信することにより、送信装置２０と受信装置３０との接続が行われる。
図３は、本実施形態の送信器２４の内部ブロック図である。送信器２４は、タンク圧力センサ２３により検出されたタンク圧力値を含むデータを生成するデータ処理部２４１と、通信プロトコル処理部２４２と、変調器２４３と、増幅ゲインが可変とされた送信電力増幅器２４４とを有しており、タンク圧力センサ２３により検出された圧力値を含むデータを受信装置３０に送信する。

この送信器２４は、出力の相違する水中送信モードと空気中送信モードとを有している。
空気中送信モードでは、法定の基準レベル出力でデータ送信が行われ、水中送信モードでは、基準レベル出力よりも大きい出力でデータ送信が行われる。ここで水中送信モードは、詳細モードとしての水中標準送信モードと水中複数回送信モードとに分かれているが、これらの区別が不要な場合には、これら水中標準送信モードおよび水中複数回送信モードを水中送信モードと総称する。
なお、送信器２４は微弱無線電波を送信するものであり、微弱無線の場合の空気中における送信装置から３ｍ地点の電界強度は500uV/m以下と法で規定されている。したがって、送信器２４の空気中送信モードにおける基準レベル出力はこの法定規格値を超えない値に設定されている。

本実施形態の送信器２４は、送信電力増幅器２４４の増幅ゲインを調整することによって出力を可変する。すなわち、空気中送信モードでは送信電力増幅器２４４における電流が絞られゲインが小さくなることで送信器２４の出力は基準レベル出力となり、水中送信モードでは送信電力増幅器２４４における電流が増加されゲインが大きくなることで送信器２４の出力は基準レベル出力よりも大きくなる。

図４は、送信器２４から受信装置３０に伝送されるデータパケットの構成例を示す。データパケットの先頭は同期ビット（Preambleと呼ばれる）であり、この同期ビットの後に、計測データおよび制御データなどの各データが続く。なお、各データの配置順は図４に限らず、適宜決められる。
データパケット中の計測データには、タンク内の圧力値、送信装置２０の電池残量などが含まれている。また、データパケット中の制御データには、タンク圧力値などの計測１回分に対応するデータ送信の回数、その送信間隔、データレート、およびパケット長などが含まれる。
そしてデータパケット中のＩＤは、個々の送信装置２０に固有の識別コードである。

図５は、送信器２４が図４のデータパケットを送信する際の送信タイミング模式図である。図５（Ａ）は、水中標準送信モードにおける送信タイミングを示し、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、水中複数回送信モードにおける送信タイミングを示す。

コントローラ２５は、送信装置２０のケース内に密閉された回路基板に実装されるＩＣであり、所定周期で水検出センサ２１、水深計２２、タンク圧力センサ２３、および送信器２４を駆動する。
なお、コントローラ２５により水検出センサ２１、水深計２２、およびタンク圧力センサ２３がそれぞれ駆動されるタイミングは異なっていてもよい。但し、水検出センサ２１および水深計２２は略同じタイミングで駆動されることが好ましい。

ここで、コントローラ２５は、水検出センサ２１による判定結果および水深計２２による計測結果に基づいて送信器２４のモードを切り替えるモード制御部の機能を有している。このモード制御機能により、水検出センサ２１が水検出無と判定した際または水深計２２が第１水深（例えば１ｍ）未満の水深を計測した際には空気中送信モードに、水検出センサ２１が水検出有と判定しかつ水深計２２が１ｍ以上かつ、第２水深（例えば３ｍ）未満の水深を計測した際には水中標準送信モードに、そして水深計２２が３ｍ以上の水深を計測した際には水中複数回送信モードに、送信器２４のモードが切り替えられる。
また、コントローラ２５は、水検出センサ２１の判定結果が水検出有の場合にのみ、水深計２２など水中でのみ動作すべき回路部が動作するように、これら水深計２２を含む回路部を制御する。

さらに、コントローラ２５はデータの送信回数を可変に制御するアルゴリズムを具備し、図５に示したように、送信器２４によるデータ送信の回数を可変に制御する。
送信器２４が空気中モードまたは水中標準送信モードのとき、図５（Ａ）のように、送信データは１回のみ送信される（Ｔｘ１）。一方、送信器２４が水中複数回送信モードのとき、図５（Ｂ）および（Ｃ）のように送信データは複数回間欠的に送信される（Ｔｘ１，Ｔｘ２・・・Ｔｘｎ）。水中複数回送信モードの際には、水深計２２による計測値などに応じた所定の比によって送信データの送信回数が増加する。なお、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、水中複数回送信モードにおける送信タイミングの一例を示すに過ぎない。データの送信回数は、水深計２２による計測値による計測値が深くなるほど、段階的にあるいは所定の比で増加する。

ところで、ダイビング時にはカメラによる撮影が行われることが多く、カメラのフラッシュ点灯時における電磁ノイズの影響により、通信エラーが起こる虞があるが、通常数ミリ秒〜数十ミリ秒であるフラッシュ点灯時間に対して、水中複数回送信モードにおけるデータの送信期間ＰＴは１秒〜数十秒であり、この送信期間ＰＴの間に間欠的に繰り返しデータが送信される。これにより、例えば、フラッシュ点灯時間とデータ送信Ｔｘ１とのタイミングとが重なった場合でも、他のタイミングのデータ送信Ｔｘ２、Ｔｘ３等において通信可能となる。
なお、電池寿命節約の観点から好ましい送信期間ＰＴおよび送信回数を例示する。例えば、送信期間ＰＴを例えば１０秒とし、この送信期間ＰＴに亘って３回送信すれば良い。なお、１回の送信時間ＳＴはデータレートにも依存するが１０ミリ秒などである。

〔３．受信装置の構成〕
次に、受信装置３０の構成について説明する。図２に示すように、受信装置３０は、水検出センサ３１と、水深計３２と、表示装置３３と、受信器３４と、制御部としてのコントローラ３５とを備えている。
先ず、受信装置３０の外観構成などを説明する。図６は受信装置３０の外観平面図であり、図７は、図６のVII−VII線断面図である。
受信装置３０は、外装ケース４１と、受信装置３０の前面に設けられる表示装置３３と、外装ケース４１の内部に収容される回路基板４２（図７）と、外装ケース４１の側面に設けられる水検出センサ３１（図７）と、外装ケース４１の側面に構成の一部が設けられる水深計３２（図７）と、表示装置３３や回路基板４２に電力を供給する図示しない電池とを備えている。

表示装置３３は、液晶パネル、有機ＥＬパネル等とされ、プッシュボタン４３などの操作によって切り替わる表示モードに応じて、現在時刻、潜水時間、現在水深、平均水深、最大水深、タンク１１内の圧力値、当該圧力値から求められた呼吸可能時間、体内酸素分圧、体内窒素分圧などの各種情報を表示する。
回路基板４２には、詳しい図示を省略するが、表示装置３３のドライバＩＣや、警告用の圧電ブザー、アンテナコイルおよび受信ＩＣ、制御ＩＣ、コンデンサなどが実装されている。

水検出センサ３１は、センサ本体３１０と一対の端子３１１，３１２とを有し、送信装置２０の水検出センサ２１と略同様に端子３１１，３１２間に水が介在するか否かによる電気抵抗値の違いに基づいて水検出有と水検出無とを判定する。
また、水深計３２は、圧力センサ３２１と回路基板４２に実装された図示しないセンサ部本体とを有している。圧力センサ３２１は、水圧を回路基板４２のセンサ部本体に伝達するピストン３２１Ａを有している。ピストン３２１Ａの変位はセンサ部本体によって水圧に変換され、この水圧に基づいて水深が計測される。なお、受信装置３０が温度計を備える場合には、水圧に基づく計測値を温度計で計測された水温に応じて補正することによって水深が求められていてもよい。

以下、受信器３４およびコントローラ３５について説明する。
図８は、受信器３４の内部ブロック図である。本実施形態の受信器３４は、送信装置２０からタンク１１内の圧力値を含むデータをそれぞれ受信する３つのアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃと、各アンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃにそれぞれ対応する複数の低雑音増幅器３４２と、各アンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃの信号レベルを判定して１つのアンテナの受信データを選択する信号レベル判定部３４３と、信号レベル判定部３４３で選択された受信データを復調するデータ復調部３４４と、受信プロトコル処理部３４５と、受信したデータパケットに含まれる各データを取得するデータ取得部３４６とを有している。

この受信器３４は、感度の相違する水中受信モードと空気中受信モードとを有している。
空気中受信モードでは、所定の基準レベル感度でデータ受信が行われ、水中受信モードでは、基準レベル感度よりも高い感度でデータ受信が行われる。ここで水中受信モードは、詳細モードとしての水中標準受信モードと水中複数台受信モードとに分かれているが、これらの区別が不要な場合には、これら水中標準受信モードおよび水中複数台受信モードを水中受信モードと総称する。
なお、受信器３４における基準レベル感度は、微弱出力で発せられる送信器２４からの信号を例えば空気中の数m以内において受信可能な値とされている。

本実施形態の受信器３４は、低雑音増幅器３４２の増幅ゲインを調整することによって感度を可変する。すなわち、空気中受信モードでは低雑音増幅器３４２における電流が絞られゲインが小さくなることで受信器３４の感度は基準レベル感度となり、水中受信モードでは低雑音増幅器３４２における電流が増加されゲインが大きくなることで受信器３４の感度は基準レベル感度よりも高くなる。

なお、受信器３４は、受信装置３０の電源投入後に送信装置２０から最初に送信されたデータパケット中のＩＤをメモリに記憶し、以後、送信されたデータパケット中のＩＤがメモリに記憶したＩＤと同じ場合にのみ、データ処理を行う。また、受信器３４は、データパケットに含まれる送信回数および送信期間のデータを参照してデータ処理を行う。

データ取得部３４６により取得されたタンク圧力値のデータは、コントローラ３５を介して表示装置３３のドライバに出力され、ドライバによって表示装置３３に表示される。
本実施形態では、タンク圧力値に基づいて呼吸可能時間（エアータイム）がコントローラ３５で演算されており、タンク圧力値と呼吸可能時間とがそれぞれ表示装置３３に表示される（図６参照）。

図９は、回路基板４２に搭載されたアンテナ３４１Ａ，３４１Ｂ，３４１Ｃの配置例を示す。アンテナ３４１Ａ，３４１Ｂはフェライト棒に巻き線を施したコイルを有するフェライトアンテナであり、アンテナ３４１Ｃは空芯の巻き線コイルによるアンテナである。

コントローラ３５は、回路基板４２に実装されたＩＣであり、所定周期で水検出センサ３１、水深計３２、および受信器３４を駆動する。なお、水検出センサ２１および水深計２２は略同じタイミングで駆動されることが好ましい。

ここで、コントローラ３５は、水検出センサ３１による判定結果および水深計３２による計測結果に基づいて受信器３４のモードを切り替えるモード制御部の機能を有している。このモード制御機能により、水検出センサ３１が水検出無と判定した際または水深計３２が第１水深としての１ｍ未満の水深を計測した際には空気中受信モードに、水検出センサ３１が水検出有と判定しかつ水深計３２が１ｍ以上かつ、第２水深としての３ｍ未満の水深を計測した際には水中標準受信モードに、そして水深計２２が３ｍ以上の水深を計測した際には水中複数台受信モードに、受信器３４のモードが切り替えられる。
また、コントローラ３５は、水検出センサ３１の判定結果が水検出有の場合にのみ、水深計３２など水中でのみ動作すべき回路部が動作するように、これら水深計３２を含む回路部を制御する。

さらに、コントローラ３５は、空気中モードまたは水中標準受信モードの場合にはアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃ（図９）のうち決められた１つのアンテナによる受信データを有効とし、水中複数台受信モードの場合にはアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃから最も良好な受信状態のものを選択してその受信データを有効とするように制御する（マルチダイバーシティ受信）。
すなわち、空気中モードまたは水中標準モードのとき、例えばアンテナ３４１Ａに接続された低雑音増幅器３４２のみが有効に動作しており、残りのアンテナ３４１Ｂ，３４１Ｃに接続された低雑音増幅器３４２は動作していない。
一方、水中複数台受信モードのときには、アンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃにそれぞれ接続された低雑音増幅器３４２の３台全てが動作している。

〔４．通信制御方法〕
以上説明した通信システムによる通信制御方法について説明する。
図１０は、本実施形態の通信制御方法における概略動作フローを示す。当該通信制御方法は、送信装置２０と受信装置３０とを無線接続する接続工程Ｓ１と、送信器２４と受信器３４とのモードを設定するモード設定工程Ｓ２と、タンク圧力センサ２３によってタンク圧力値を検出するタンク圧力検出工程Ｓ３と、送信装置２０による送信および受信装置３０による受信を行う送受信工程Ｓ４とを備えている。

通信システムの通信制御は、送信装置２０および受信装置３０の電源投入によって開始される。そして、この電源投入後、データ通信に先立ち、通常は空気中で送信装置２０と受信装置３０との無線接続が行われる（接続工程Ｓ１）。この接続工程Ｓ１において、送信器２４はＩＤを受信装置３０に送信し、受信装置３０は送信されたＩＤを記憶する。

なお、送信装置２０の電源投入後、モード設定が行われるまでは、送信器２４のモードは空気中送信モードに初期設定されており、また、送信出力は基準レベルである「Ｌｏｗ」に設定されている。
また、受信装置３０の電源投入後、モード設定が行われるまでは、受信器３４のモードは空気中受信モードに初期設定されており、また、受信感度は基準レベル感度である「Ｌｏｗ」に設定されている。

図１１は、送信装置２０のモード設定工程の詳細工程を示す。このモード設定工程では、コントローラ２５が水検出センサ２１による判定結果および水深計２２による計測結果に基づいて送信器２４のモードを設定する。
具体的に、水検出センサ２１の判定結果が水検出無の場合には（Ｓ２１でＮｏ）、コントローラ２５は送信器２４のモードを空気中送信モードに設定する（Ｓ２１０）。
一方、水検出センサ２１の判定結果が水検出有の場合には（Ｓ２１でＹｅｓ）、コントローラ２５は水深計２２を動作させ（Ｓ２２）、水深計２２の計測値に基づいて送信器２４のモードを設定する。すなわち、水深計２２の計測値が水深１ｍ未満の場合には（Ｓ２３でＮｏ）、空気中送信モードに設定し（Ｓ２１０）、計測値が水深１ｍ以上、３ｍ未満の場合には（Ｓ２４でＮｏ）水中標準送信モードに設定し（Ｓ２４０）、計測値が３ｍ以上の場合には（Ｓ２４でＹｅｓ）水中複数回送信モードに設定する（Ｓ２５０）。

図１２は、受信装置３０のモード設定工程の詳細工程を示す。このモード設定工程では、コントローラ３５が水検出センサ３１による判定結果および水深計３２による計測結果に基づいて受信器３４のモードを設定する。
具体的に、水検出センサ３１の判定結果が水検出無の場合には（Ｓ３１でＮｏ）、コントローラ３５は受信器３４のモードを空気中受信モードに設定する（Ｓ３１０）。
一方、水検出センサ３１の判定結果が水検出有の場合には（Ｓ３１でＹｅｓ）、コントローラ３５は水深計３２を動作させ（Ｓ３２）、水深計３２の計測値に基づいて受信器３４のモードを設定する。すなわち、水深計３２の計測値が水深１ｍ未満の場合には（Ｓ３３でＮｏ）、空気中受信モードに設定し（Ｓ３１０）、計測値が水深１ｍ以上、３ｍ未満の場合には（Ｓ３４でＮｏ）水中標準受信モードに設定し（Ｓ３４０）、計測値が３ｍ以上の場合には（Ｓ３４でＹｅｓ）水中複数台受信モードに設定する（Ｓ３５０）。

以上の送信装置２０および受信装置３０のそれぞれについてのモード設定工程が終わると、送信装置２０のコントローラ２５はタンク圧力センサ２３を駆動し、タンク圧力センサ２３はタンク１１内の圧力値を検出する（タンク圧力検出工程Ｓ３）。

そして、送信装置２０はタンク圧力値を含むデータを送信し、受信装置３０は送信装置２０から送信されたデータを受信する（送受信工程Ｓ４）。
送信器２４は、空気中送信モードのときには基準レベル出力（Ｌｏｗ）でデータ送信し、水中標準送信モードまたは水中複数回送信モードのときには送信電力増幅器２４４の増幅ゲインを上げることによって基準レベルよりも大きな出力（Ｈｉｇｈ）でデータ送信する。
ここで、基準レベル出力よりも大きい出力で送信されるのは、水検出センサ２１によって水検出有と判定されただけでなく、水深計２２によって水深１ｍ以上であることが計測されて送信装置２０が確実に水中にあると判断される場合である。このように水検出センサ２１および水深計２２が併用されることにより、潜水開始や潜水終了時などに空気中に法定規格値を越える出力電波が送出されることを回避できる。

また、空気中送信モードまたは水中標準送信モードのとき、送信器２４は、タンク圧力センサ２３による検出１回分に対応するデータ（タンク圧力値が同じデータ）を１回のみ送信するが、水中複数回送信モードでは、タンク圧力センサ２３による検出１回分に対応するデータを複数回送信する（図５参照）。水中複数回送信モード時の送信回数および送信間隔はコントローラ２５の制御によって可変され、これによってデータパケット中の送信回数および送信間隔が可変に設定される。

一方、受信器３４は、空気中受信モードのときには基準レベル感度（Ｌｏｗ）でデータ受信し、水中標準受信モードまたは水中複数台受信モードのときには低雑音増幅器３４２の増幅ゲインを上げることによって基準レベルよりも高い感度（Ｈｉｇｈ）でデータ受信する。
ここで、基準レベル感度よりも高い感度で受信されるのは、水検出センサ３１によって水検出有と判定されただけでなく、水深計３２によって水深１ｍ以上であることが計測されて受信装置３０が確実に水中にあると判断される場合である。このように水検出センサ３１および水深計３２が併用されることにより、潜水開始や潜水終了時などに空気中であるにも関わらず必要以上に高い感度とされて電池が消耗してしまうことを回避できる。

また、空気中受信モードおよび水中標準受信モードのとき、コントローラ３５は１つのアンテナ３４１Ａに接続された低雑音増幅器３４２のみ動作させ、水中複数台受信モードのとき、コントローラ３５はアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃにそれぞれ接続された低雑音増幅器３４２の３台全てを動作させる。

ここで、ダイバーに背負われるタンク装置１０に設けられる送信装置２０が位置する水深と、ダイバーの腕に装着される受信装置３０が位置する水深とは、ダイバーの姿勢に応じて異なる場合が多いため、送信器２４のモードが切り替えられるタイミングと受信器３４のモードが切り替えられるタイミングとは必ずしも一致しないが、送信器２４が水中送信モードである期間と、受信器３４が水中受信モードである期間とは重なる。このように水中送信モード期間と水中受信モード期間とが重なり、送信器２４の出力がＨｉｇｈでかつ、受信器３４の感度がＨｉｇｈの際には、送信出力増大と受信感度増強とが相乗してより高い通信品質を実現できる。

また、より深い第２水深（３ｍ）以上の場合の水中複数回送信モードおよび水中複数台送信モードについても、これら水中複数回送信モードの期間と水中複数台受信モードの期間とが重なった際には、送信回数増大と受信アンテナ増加とが相乗するため、より一層高い通信品質を実現できる。

〔５．本実施形態による効果〕
以上の本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）通信システムを構成する送信装置２０に関して言えば、空気中モードでは空気中で許容される基準レベル出力でデータの送信が行われ、水中モードでは空気中よりも大きい出力でデータ送信が行われるので、タンク内圧力値データを水中でも良好な通信品質で無線通信可能となる。
ここで、水検出センサ２１および水深計２２が併用され、送信器２４が水中にあることを確実視できる第１水深（１ｍ）が水深計２２によって計測された際に送信出力が増大されることにより、空気中での規定出力値を遵守しつつ、水中における通信品質を確保できる。
本実施形態の通信システムによれば、タンク１１から離間した受信装置３０においてタンク残量を確認することが可能となり、タンク１１に残圧計などを取り付けることが不要となるので利便性が高いうえ、潜水に欠かせないタンク圧力値の通信品質が確保されるので潜水時の安全性を向上させることができる。

（２）また、送信装置２０における水検出センサ２１と水深計２２とが併用されており、水検出無の場合には水深計２２が動作しないので、電力消費を抑えることができる。このため、送信装置２０に使用される電池寿命を長くできる。

（３）第２水深（３ｍ）以上の水中複数回送信モードでは、水中標準モードと同様の出力増大に加えてタンク圧力値が同じデータが複数回送信されることにより、１回のみ送信される場合と比較して通信確度を向上させることができる。
このように、送信出力増大をベースに、水深に応じて複数回送信手段を追加することにより、水中における通信品質をより確実に確保できるとともに、単に水深に応じて出力増大する場合よりも電力消費を抑えることができる。

（４）水中複数回送信モード時のコントローラ２５による制御により、水深が深くなるほど送信回数が増加し、水深が浅くなるほど送信回数が減少するため、通信確度の向上と電力消費低減とを両立できる。

（５）水中複数回送信モード時、送信器２４がデータパケットを１秒〜数十秒間において複数回間欠的に送信することにより、カメラのフラッシュ点灯時間とデータ送信とのタイミングが重なってもなお、他のタイミングにおけるデータ送信によってデータ通信が可能となる。

（６）一方、受信装置３０に関しては、水中モードでは空気中よりも高い感度でデータ受信が行われるので、送信装置２０から送信されるタンク圧力値を含むデータを水中でも良好な通信品質で受信可能となる。
ここで、水検出センサ３１および水深計３２が併用され、受信器３４が水中にあることを確実視できる第１水深（１ｍ）が水深計３２によって計測された際に受信感度が増大されることにより、潜水開始や潜水終了時などに空気中であるにも関わらず必要以上に高い感度とされて電力が消費されることを回避できる。このため、受信装置３０に使用される電池寿命を長くできる。

（７）また、受信装置３０においても送信装置２０と同様に水検出センサ３１と水深計３２とが併用されており、水検出無の場合には水深計３２が動作しないので、電力消費を抑えることができる。この点でも、受信装置３０に使用される電池の寿命を長くできる。

（８）第２水深（３ｍ）以上の水中複数台受信モードでは、受信感度を高くすることに加えて、複数のアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃによってデータ受信を行うことにより、１台のアンテナで受信する場合と比較して通信確度を向上させることができる。
このように、受信感度増強をベースに、水深に応じて複数アンテナ受信手段を追加することにより、水中における通信品質をより確実に確保できる。

（９）以上述べたように、水深に応じた送信出力増大および複数回送信の作用と、水深に応じた受信感度増強および受信台数増加との相乗により、より信頼性の高い、より通信エラーの少ない通信品質を実現できる。
ここで、ダイビングにおいては、潜水深度が増すにしたがって、潜水状態・環境を示す情報の重要度が増すと考えられる。例えば、タンク内圧力を知ることは、水深の浅い場所に比べて水深の深い場所においてより注意深く認知している必要が有る。本実施形態の通信システムはこの必要性に応えるものであり、当該通信システムによれば、情報の伝送品質を管理し、より深い地点においてより伝送確度の高いシステムを提供することが可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の通信システムについて図１３および図１４を参照して説明する。
第１実施形態における送信装置の送信モードは、空気中送信モード、水中標準送信モード、および水中複数回送信モードの３つであったが、本実施形態における送信装置の送信モードは空気中送信モード、および水中送信モードの２つであり、水中送信モードにおいて複数回送信が行われる。また、本実施形態における受信装置の受信モードについても、第１実施形態とは違って空気中受信モード、および水中受信モードの２つであり、水中受信モードにおいて複数のアンテナによる受信が行われる。
さらに、本実施形態では、送信装置のコントローラが水深に応じて送信出力を増大させ、受信装置のコントローラが水深に応じて受信感度を増強させる。
以上の点を除いて、本実施形態の通信システムは第１実施形態の通信システムと同様に構成されている。

図１３は、本実施形態の送信装置におけるモード設定工程を示す。本実施形態では、水検出センサ２１が水検出有と判定し、かつ水深計２２が第１水深としての１ｍ以上を計測した際に、送信装置のコントローラによって送信器２４のモードが水中送信モードに切り替えられる（Ｓ２６０）。空気中送信モードでは、タンク圧力値などの計測１回に対応するデータが１回のみ送信されるのに対して、水中送信モードでは、タンク圧力値などの計測１回に対応するデータが複数回送信される。なお、本実施形態では、この水中送信モード時の送信回数が一定回数に固定されているが、第１実施形態のように（図５参照）、水深に応じた回数送信するようにしてもよい。

図１４は、本実施形態の受信装置におけるモード設定工程を示す。本実施形態では、水検出センサ３１が水検出有と判定し、かつ水深計３２が第１水深としての１ｍを計測した際に、受信装置のコントローラによって受信器３４のモードが水中受信モードに切り替えられる（Ｓ３６０）。空気中受信モードでは、アンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃのうち１つのアンテナおよび１つの低雑音増幅器３４２が動作するのに対して、水中受信モードでは３つのアンテナ３４１Ａ〜３４１Ｃおよび３つの低雑音増幅器３４２の全てが動作する。

そして、本実施形態では、送信装置のコントローラの制御により、水深計２２による計測値が大きいほど送信器２４の出力が大きくなり、水深計２２による計測値が小さいほど送信器２４の出力が小さくなる。すなわち、空気中モードにおける送信出力は基準レベル出力であるが、第１水深を超えると潜水深度が深くなるほど送信出力が増大し、第１水深にまで浮上すると送信出力は基準レベル出力に戻る。
また、受信装置のコントローラの制御により、水深計３２による計測値が大きいほど受信器３４の感度が高くなり、水深計３２による計測値が小さいほど受信器３４の感度が低くなる。すなわち、空気中モードにおける受信感度は基準レベル感度であるが、第１水深を超えると潜水深度が深くなるほど受信感度が増大し、第１水深にまで浮上すると受信感度は基準レベル感度に戻る。

本実施形態では、潜水時に送信装置による複数回送信と、受信装置による複数アンテナ受信とが相乗的に行われることにより、第１実施形態と略同様の高い通信品質を確保できる。
また、水深に応じて送信出力や受信感度が可変とされることにより、通信確度向上と電力消費低減とを両立できる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態の通信システムについて図１５を参照して説明する。図１５に示すように、本実施形態における受信装置４０は第１実施形態とは違って水検出センサおよび水深計を備えていない。このため、送信装置２０から受信装置４０に送信されるデータパケット中には水深およびモード情報が設定されている。このような点を除いて、本実施形態の通信システムは第１実施形態の通信システムと同様に構成されている。

本実施形態の受信器４４は、送信装置２０からデータを受信すると、受信器４４内のデータ取得部によってデータパケットから水深およびモード情報のそれぞれのデータを取得する。受信器４４により取得された水深は、ドライバを介して表示装置３３に表示される。
一方、受信器４４により取得されたモード情報は、コントローラ４５に送られる。コントローラ４５は、このモード情報に応じて受信器４４のモードを設定する。
ここで、送信装置２０から送信されたモード情報は、送信装置２０の水検出センサ２１が水検出無と判定した際、または送信装置２０の水深計２２が第１水深（１ｍ）未満の水深を計測した際には空気中モードを示し、送信装置２０の水深計２２が第１水深（１ｍ）以上、第２水深（３ｍ）未満の水深を計測した際には水中標準モードを示し、水深計２２が第２水深（３ｍ）以上の水深を計測した際には水中複数回送信モードを示している。
コントローラ４５は、モード情報が空気中モードを示すときには受信器４４のモードを空気中受信モードに設定し、モード情報が水中標準モードを示すときには受信器４４のモードを水中標準受信モードに設定し、モード情報が水中複数回モードを示すときには受信器４４のモードを水中複数台受信モードに設定する。

本実施形態の通信システムによる通信制御方法は、第１実施形態で述べた各工程と同様であるため、説明を省略する。本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の効果が得られる。

なお、本実施形態におけるデータパケットにはモード情報が含まれていたが、このようなモード情報そのものを示すデータの代わりに、モードを特定可能な他のデータが含まれていても良い。例えば、データパケットに送信装置２０の水検出センサ２１による判定結果、および送信装置２０の水深計２２による計測値が含まれていれば、これらの水検出判定結果および水深から、受信器４４のモードを設定可能となる。この場合には、水検出センサ２１による判定結果と水深計２２による水深とがモード情報として機能する。

〔本発明の変形例〕
本発明は以上の各実施形態には限定されず、本発明の目的を実現可能な範囲で各種の改良および変形が可能である。
前記各実施形態では送信および受信の単機能をそれぞれ有する送信装置と受信装置とを備えた通信システムについて説明したが、本発明は、送受信可能な双方向通信装置にも適用可能である。
すなわち、前記各実施形態において、送信装置が受信機能を有しており、受信装置が送信機能を有していたとしても、前記各実施形態と同様の効果が得られる。
なお、前記実施形態では送信装置（トランスミッタ）が制御情報を含むデータパケットを受信装置（ダイブコンピュータ）に送信し、通信を制御していたが、双方向通信においては、ダイブコンピュータからトランスミッタに制御情報を送信し、通信を制御してもよい。

なお、前述した送信装置および受信装置がそれぞれ有するコントローラは電子回路（ＩＣ）で構成されていたが、このようなコントローラの機能がプログラムとして実現されていてもよい。このプログラムをコンピュータ装置に読み込ませることにより、本発明の送信装置および受信装置をより簡単に構成することができ、量産に寄与する。

送信装置および受信装置のモードは、前記実施形態には限らない。例えば、第２水深よりも深い第３水深（例えば１０ｍ）以上の水深を水深計２２が示した際には、送信出力増大および複数回送信に加えて、送信データレートをより低い値に設定する水中低レート送信モードに送信器のモードを設定することが考えられる。この場合には、データパケット中の制御データに含まれるデータレートが変更される。
すなわち、本発明では、水深に応じて、通信確度を増す複数の手段を使用することが可能である。これら複数の手段（例えば、出力増大、複数回送信、低データレート）は、重畳的に使用されていても、選択的に使用されていてもよい。
なお、送信装置および受信装置のそれぞれのモードが切り替えられる水深は異なっていてもよい。

また、前記各実施形態における受信装置は複数のアンテナを有していたが、本発明に係る受信装置は１つのアンテナのみを有していてもよい。この場合には、水深に応じて受信感度を可変とすることにより、通信確度向上と電力消費低減とを両立できる。

以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。
上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態に係る通信システムの概略図。 前記通信システムを構成する送信装置および受信装置の概略ブロック図。 送信器の内部ブロック図。 送信器から受信装置に伝送されるデータパケットの構成例を示す図。 送信器が図４のデータパケットを送信する際の送信タイミング模式図。 受信装置の外観平面図。 図６のVII−VII線断面図。 受信器の内部ブロック図。 アンテナの配置例を示す図。 前記通信システムによる通信制御方法における概略動作フローを示す図。 送信装置のモード設定工程の詳細工程を示す図。 受信装置のモード設定工程の詳細工程を示す図。 本発明の第２実施形態における送信装置のモード設定工程を示す図。 前記実施形態における受信装置のモード設定工程を示す図。 本発明の第３実施形態における通信システムを構成する送信装置および受信装置の概略ブロック図。

符号の説明

１０・・・タンク装置、１１・・・タンク（潜水用タンク）、２０・・・送信装置、２１・・・水検出センサ、２２・・・水深計、２３・・・タンク圧力センサ、２４・・・送信器（送信部）、２５・・・コントローラ（制御部）、３０・・・受信装置、３１・・・水検出センサ、３２・・・水深計、３３・・・表示装置（表示部）、３４・・・受信器（受信部）、３５・・・コントローラ（制御部）、４０・・・受信装置、４４・・・受信器（受信部）、４５・・・コントローラ（制御部）、Ｓ１・・・接続工程、Ｓ２・・・モード設定工程、Ｓ３・・・タンク圧力検出工程、Ｓ４・・・送受信工程。

Claims (7)

1. 潜水用のタンクを含むタンク装置に設けられ、受信装置に無線接続される送信装置であって、
   前記タンク内の圧力を検出するタンク圧力センサと、
   水検出有と水検出無との二つの状態を判定する水検出センサと、
   前記水検出センサにより水検出有と判定された場合に動作し、水圧に基づいて水深を計測する水深計と、
   前記受信装置に所定の基準レベル出力で前記タンク内の圧力値を含むデータを所定回数送信する空気中送信モードと、前記受信装置に前記基準レベル出力よりも大きい出力でかつ前記空気中送信モードにおける前記データの送信回数よりも多い回数前記データを送信する水中送信モードとを有する送信部と、
   前記水検出センサにより水検出無と判定された際または前記水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記空気中送信モードに、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により前記第１水深に対して深いことが計測された際には水中送信モードに、前記送信部のモードを切り替えるモード制御部とを備える
   ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１に記載の送信装置において、
   前記水中送信モードは、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際に前記データを所定回数送信する水中標準送信モードと、前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際に前記水中標準送信モードにおける前記データの送信回数よりも多い回数前記データを繰り返し送信する水中複数回送信モードとを含み、
   前記モード制御部は、前記水深計により前記第１水深に対して深く、かつ前記第１水深よりも深い第２水深に対して浅いことが計測された際には前記水中標準送信モードに、前記水深計によって前記第１水深よりも深い第２水深に対して深いことが計測された際には前記水中複数回送信モードに、前記送信部のモードを切り替える
   ことを特徴とする送信装置。
3. 請求項１または２に記載の送信装置において、
   前記タンク圧力センサによりタンク内の圧力が検出された際の前記データの送信回数を可変とする制御部を備え、
   前記制御部は、前記水深計により計測された水深が深いほど前記データの送信回数を増やし、前記水深計により計測された水深が浅いほど前記データの送信回数を減らす
   ことを特徴とする送信装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の送信装置において、
   前記送信部は、前記データを複数回送信する際に、当該データを最低１秒間において最低２回間欠的に送信する
   ことを特徴とする送信装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の送信装置において、
   前記送信部の送信出力は可変に構成され、
   前記送信部は、前記水深計により計測された水深が深いほど前記データの送信出力を大きくし、前記水深計により計測された水深が浅いほど前記データの送信出力を小さくする
   ことを特徴とする送信装置。
6. 潜水用のタンクを含むタンク装置に設けられて前記タンク内の圧力値、および送信モードを示す情報を含むデータを送信する送信装置に無線接続される受信装置であって、
   所定の基準レベル感度で前記送信装置から前記データを受信する空気中受信モードと、前記基準レベル感度よりも高い感度で前記送信装置から前記データを受信する水中受信モードとを有する複数の受信部と、
   少なくとも前記タンク内の圧力値を表示する表示部と、
   前記送信モードが前記送信装置のセンサにより水検出無と判定されたことまたは前記送信装置の水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測されたことを示す空気中送信モードの際には空気中受信モードに、前記送信モードが前記送信装置のセンサにより水検出有と判定されかつ前記送信装置の水深計により所定の第１水深に対して深いことが計測されたことを示す水中送信モードの際には水中受信モードに、前記受信部のモードを切り替えるモード制御部と、
   前記空気中受信モードでは少なくとも１つの前記受信部を動作させ、前記水中受信モードでは前記空気中受信モードで動作させる数よりも多い複数の前記受信部を動作させる制御部と、
   を備えることを特徴とする受信装置。
7. 潜水用のタンクに設けられて受信装置に無線接続される送信装置を制御する送信制御方法であって、
   前記送信装置と前記受信装置とを無線接続する接続工程と、
   前記送信装置に搭載され水中であるか否かを判定する水検出センサにより水検出無と判定された際または、前記送信装置に搭載され水圧に基づいて水深を計測する水深計により所定の第１水深に対して浅いことが計測された際には前記送信装置のモードを空気中送信モードとし、前記水検出センサにより水検出有と判定されかつ前記水深計により前記第１水深に対して深いことが計測された際には前記送信装置のモードを水中送信モードとするモード設定工程と、
   前記タンク内の圧力値を検出するタンク圧力検出工程と、
   前記送信装置のモードが前記空気中送信モードのとき、前記タンク内の圧力値を含むデータを前記送信装置から前記受信装置に所定の基準レベル出力かつ所定の回数送信し、前記送信装置のモードが前記水中送信モードのとき、前記データを前記基準レベル出力よりも大きい出力かつ前記空気中送信モードにおける送信回数よりも多い回数送信する送信工程と、を備える
   ことを特徴とする送信制御方法。

Images